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脉冲激光制备功能材料技术
文章来源 : 军民结合推进司 发布时间:2012年12月21日
【技术开发单位】武汉军械士官学校
  
  【技术简介】利用高能短脉冲激光聚焦作用于靶材料表面,产生等离子体,使材料的结构及特性发生改变,重新生长成具有特殊性质的功能材料。利用该原理可制备具有广阔市场前景的类金刚石膜、高温超导薄膜、铁电薄膜及磁性薄膜等功能薄膜,还可用于制备超细纳米粉等。
  
  【技术特点】该技术的优点是:生长出的材料可以和靶材料成分保持很好的一致性;操作简便,可对多个靶材料同时作用,适于制备多元素化合材料;室温沉积,可以在任何衬底材料上生长功能膜;能量大,几乎可以蒸发一切难熔的靶材料;靶材料利用率高损耗少;在制备功能膜方面该技术具有绝对的竞争力。相较传统的化学气相沉积等技术具有:离子动能高、离化程度高、易掺杂、薄膜硬度高、透过率高、稳定性高等优势。
  
  【技术水平】激光制备功能材料是当前国内外的热点与前沿技术,我单位完成的脉冲激光沉积类金刚石膜项目,在国际上首次实现了激光制备类金刚石膜的工程化,并获得了军队科技进步一等奖。研制的类金刚石膜纳米硬度达到44Gpa,远高于其他方法(一般低于20GPa),通过了军标环境试验;在太阳能电池、硅、锗、硫化锌等材料上已实现了很好的增透保护效果;在扬声器的振膜上镀制类金刚石膜后其高频响应特性得到明显改善。镀类金刚石膜的材料抗摩擦、耐腐蚀、耐高温、疏水等性能大幅提高。
  该技术在制备包括超导薄膜、铁电薄膜在内的其他功能膜以及超细纳米粉时也具有绝对的优势,可以制备出其他方法无法制备的高性能功能膜。
  
  【可应用领域和范围】该技术可广泛应用于光学、机械、医学、声学及电子学等所有需要研究新型功能材料的领域。其中制备的类金刚石膜在增透保护膜、减磨涂层、磁盘涂层、扬声器振膜、水净化电极、心脏瓣膜、人工关节等方面均有极为广阔的市场前景。制备的超细纳米类金刚石粉添加于汽油后,对发动机关键部分不仅具有润滑功能,对微小裂纹、缺口等更具有自修复功能。
  采用本技术制备的超导薄膜具有超导转变温度高和超导临界电流密度高等优点,可广泛应用于电子学领域;制备的铁电薄膜可极大地改善薄膜的铁电性和疲劳特性,在铁电记忆、压电、热释电和介电等集成器件中有重要应用。
  
  【专利状态】已获得3项专利。
  
  【技术状态】试生产阶段
  
  【合作方式】技术转让  合作开发
  
  【投入需求】若实现大规模批量生产,需投入资金8000万元,场地1000m2
  
  【预期效益】使用本技术在光学镜头和太阳能电池表面镀制类金刚石膜后,其在风沙、盐雾、高温等恶劣环境下的寿命将增加至少两三倍以上,用于机械模具、发动机、扬声器振膜、水净化电极、心脏瓣膜等方面后,相关产品的性能也将大幅提高,而生产成本、维护费用等大幅降低。作为一种新型前沿的科学技术,本技术制备的其他功能材料在提高性能和降低成本上也都具有绝对的优势,经济效益和社会效益不可估量。
  
  【联系方式】程勇  027-51777856
  
  
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